Аналіз роботи різального апарата сегментно-пальцьового типу

Л А Б О Р А Т О Р Н І

Р о з р а х у н к о в о – г р а ф і ч н і р о б о т и

Лабораторні розрахунково-графічні роботи....................................4

Робота №1.Аналіз роботи мотовила.......................................................4

Робота №2.Аналіз роботи різального апарата

сегментно-пальцьового типу...............................................9

Робота №3.Побудова розгортки зубового молотильного

барабана................................................................................17

Робота №4.Технологічний розрахунок двовального клавішного соломотряса.........................................................................22

Робота №5.Технологічний розрахунок вітрорешітної очистки комбайна..............................................................................28

Робота №6.Технологічний розрахунок циліндричного трієра...........36

Робота №7.Аналіз технологічного процесу брального апарату льонобралки ТЛН-1,5 А.....................................................42

Робота №8.Вибір і обгрунтування параметрів роликової

сортувальної поверхні........................................................47

Робота №9.Аналіз роботи ротаційного різального апарата з вертикальною віссю обертання.........................................54

Робота №10.Аналіз роботи пальцьового механізму з жорсткими пальцями, що ховаються....................................................61

 

Лабораторна Робота № 1

 

Аналіз роботи мотовила

Мета роботи

 

Визначити ступінь дії мотовила на хлібну масу аналітично і графічно і пересвідчитись в їх ідентичності.

 

Теоретичні передумови

 

Під час роботи мотовила його планки (граблини) почергово входять в хлібостій, відокремлюють певну смугу хлібостою, нахиляють і підводять її до різального апарата, підтримують стебла під час зрізування та укладають зрізану масу на транспортувальний пристрій.

Якість технологічного процесу роботи мотовила в значній мірі залежить від кінематичного режиму його роботи та розміщення ножа різального апарата відносно траєкторії абсолютного руху планки мотовила (або ножа відносно вала мотовила).

Під кінематичним режимом роботи λ розуміють відношення колової швидкості U мотовила до швидкості машини V _м, тобто

 

. (1.1)

 

Як правило, λ = (1,2...1,8). Причому, чим більший λ, тим більша ширина смуги стебел буде підводитись до різального апарата.

Ширина смуги стебел залежить також і від положення ножа відносно вала мотовила.

В цілому кількість смуг та їх ширина, що підводиться до різального апарата за час одного оберту мотовила, визначається ступенем дії η мотовила на хлібну масу з такої залежності

 

, (1.2)

 

де Z – кількість планок мотовила.

 

Залежність (1.2) використовують у випадку, коли ніж і вал мотовила знаходяться в одній і тій же вертикальній площині (рис.1.1).

Із залежності (1.2) видно, що при λ < 1, ступінь дії η мотовила має від’ємне значення, тобто стебла відштовхуються від різального апарата, а при λ = 1, η = 0, тобто мотовило не виконує технологічного процесу.

 

Порядок виконання роботи

 

1. Записати вихідні дані (табл.1.1) відповідно до заданого варіанту.

2. Визначити:

Колову швидкість планки мотовила за залежністю

 

U = λ V_м, м/с, (1.3)

де V_{м ,} м/с.

 

Частоту обертання вала мотовила

 

, об/хв., (1.4)

де U, м/с; D, м.

 

Шлях, який проходить машина за час одного оберту мотовила

 

, м, (1.5)

де V_м, м/с; n, об/хв.

 

Ступінь дії мотовила на хлібну масу (за залежністю 1.2).

 

3. Побудувати траєкторію абсолютного руху точки планки мотовила у вибраному масштабі (наприклад 1:10) в такій послідовності:

 

Провести горизонтальну лінію 9 – 12^/ (рис.1.1) – (траєкторію руху вала мотовила) та вертикальну лінію 0^/ – 6. З точки О^/ перетину цих ліній описати коло діаметром D.

 

З точки О^/ відкласти відрізок рівний L. Коло розділити на 12 рівних частин і позначити точки поділу 0, 1, 2, 3...12, провівши радіуси 0^/ – 1, 0^/ – 2 і т. д. Відрізок L розділити також на 12 рівних між собою частин і позначити точки поділу 1^/, 2^/, 3^/...12^/.

 

 

З точок поділу 1^/, 2^/, 3^/...12^/ провести промені 1^/ - 1^//, 2^/ - 2^// і т. д. паралельно відповідним радіусам 0^/ – 1, 0^/ – 2 і т.д. кола і довжиною D /2. Точки 1^//, 2^// і т.д. визначать траєкторію абсолютного руху будь-якої точки планки мотовила. Якщо з будь-якої точки цієї траєкторії радіусом рівним D /2 зробити засічку на траєкторії 0^/ – 12^/ руху вала мотовила, то вона вкаже місце знаходження вала в даний момент.

Дотична, проведена до траєкторії абсолютного руху планки мотовила, в будь-якій точці, вкаже напрямок абсолютної швидкості U_а планки.

Щоб визначити напрямок і величину U_а, наприклад в точці 1^//, слід до променя 1^/ - 1^// в точку 1^// поставити перпендикулярний відрізок рівний коловій швидкості U мотовила (в певному масштабі). З цієї ж точки 1^// відкласти в напрямку руху машини горизонтальний відрізок рівний швидкості V_м машини (в такому ж масштабі). Діагональ паралелограма, побудована на векторах V_м і U, визначить напрямок і величину U_a.

 

 

Рис.1.1. Траєкторія абсолютного руху точки планки мотовила

Таблиця 1.1.

Вихідні дані до роботи №1

“Аналіз роботи мотовила”

 

Варіант	Швидкість машини Vм, м/с	Кінематичний режим роботи λ	Діаметр мотовила D, м	Кількість планок мотовила, Z
	2,3	1,2	1,2
	2,3	1,3	1,2
	2,3	1,4	1,2
	2,7	1,5
	2,7	1,6
	2,7	1,7
	1,2	1,3	1,4
	1,2	1,4	1,4
	1,2	1,5	1,4
	1,3	1,6	1,2
	1,3	1,7	1,2
	1,3	1,8	1,2
	1,7	1,2
	1,7	1,3
	1,7	1,4
	1,6	1,3	1,2
	1,6	1,4	1,2
	1,6	1,5	1,2
		1,3
		1,4
		1,5
	2,3	1,2
	2,4	1,3	1,2
	2,5	1,4	1,2
	2,6	1,4	1,2

 

4. Визначити ступінь дії мотовила на хлібну масу

 

, (1.6)

 

де b – ширина смуги стебел, що підводиться до різального апарата у випадку, коли ніж і вал мотовила (точка 6^/) знаходяться на одній вертикальній лінії (рис.1.1).

 

5. Порівняти значення η визначені за залежностями (1.2) і (1.6), теоретично вони повинні бути рівні.

 

Контрольні запитання

 

1. Чому дорівнює ступінь дії η мотовила на хлібну масу, якщо λ = 1?

2. Як визначити місце знаходження вала мотовила, якщо розглядати точку на траєкторії, що знаходиться між точками 1^// і 2^// ?

3. Як визначити напрямок і величину U_a в точці, що знаходиться між точками 1^// і 2^// траєкторії?

4. Чи зміниться η (зменшиться, збільшиться), якщо ніж розмістити на одній вертикалі з точкою 7^//, тобто вал мотовила буде знаходитись в точці 7^/ ?

5. В якому випадку укладка зрізаної маси буде більш ефективною, коли ніж буде розміщений на одній вертикалі з точкою 6^// чи 7^// ?

 

 

Лабораторна Робота № 2

Аналіз роботи різального апарата сегментно-пальцьового типу

Мета роботи

 

Встановити характер зміни висоти стерні та швидкості ножа від його переміщення графічно.

 

Теоретичні передумови

 

Під час роботи різального апарата (ніж рухається вправо (рис.2.1,а), стебла, що знаходиться біля кромки правого вкладиша зріжуться без відхилення і висота стерні Н буде дорівнювати висоті установки h ножа над рівнем поля.

Стебло, що знаходиться біля лівого вкладиша (рис 2.1,б), під дією ножа відхилиться на величину q_п і буде зрізане біля правого вкладиша. В цьому випадку висота Н стерні дорівнюватиме

 

. (2.1)

 

В зв’язку з тим, що ніж рухається зворотно-поступально і переміщується разом з машиною в напрямку швидкості V_м машини, стебла будуть відхилятися як в поперечному, так і поздовжньому напрямках. Величина відхилення залежить від кроку t ₀ пальців, подачі L та місцезнаходження стебла в проміжку між кромками вкладишів. В результаті цього висота стерні буде нерівномірною.

 

Рис.2.1. До визначення висоти стерні:

а – при відсутності відхилення стебла; б – при наявності відхилення стебла; 1 – вкладиш; 2 – ніж; 3 – стебло

 

Швидкість ножа U_н (будь-якої точки різальної кромки сегмента), що залежить від кута повороту ωt кривошипа, визначають із залежності

 

U_н = ωr sin ωt, (2.2)

 

де ω – кутова швидкість кривошипа; r – радіус кривошипа.

Приймаючи до уваги, що

 

r sin ωt = y, (2.3)

 

де у – це ордината від осі х до кола радіусом r (рис. 2.2),

 

швидкість ножа від переміщення буде дорівнювати

 

U_н = ωу. (2.3а)

 

Із залежностей (2.2) і (2.3) витікає, що швидкості будь-яких точок різальної кромки сегмента будуть неоднакові.

 

Рис.2.2. Схеми до визначення переміщення ножа з аксіально-повзунним механізмом привода.

 

 

Порядок виконання роботи

 

1. Записати вихідні дані (табл. 2.1) відповідно до заданого варіанту. Накреслити в масштабі (наприклад 1: 2) сегмент і вкладиш (рис. 2.3,а). Для всіх варіантів прийняти: крок пальців t ₀, крок сегментів t і хід S ножа рівним 76,2 мм. При цьому, слід мати на увазі, що S = 2 r, де r - радіус кривошипа (r = 38,1 мм), тобто

 

t₀ = t = S = 2r. (2.4)

 

2. Визначити:

2.1. Подачу, тобто шлях, який проходить машина за час одного півоберту кривошипа

 

, м, (2.5)

 

де V_м, м/с; ω, 1/с; n, об/хв., .

 

2.2. Максимальну швидкість ножа

 

U_нmax = ωr, м/с, (2.6)

де ω, 1/с; r, м.

 

2.3. Середню швидкість ножа

 

, м/с, (2.7)

де S – хід ножа, м;

t – час одного півоберту кривошипа, с

 

.

 

3. Побудувати траєкторію абсолютного руху точок різальних кромок сегмента у вибраному масштабі, наприклад 1:2 в такій послідовності:

 

3.1. Провести горизонтальну лінію 0 – 6 (рис.2.3,г) і на відстані L одна від одної провести ще три таких лінії.

 

3.2. На відстані t ₀ шириною b провести сліди кромок суміжних вкладишів.

 

3.3. На першій горизонтальній лінії побудувати робочу частину сегмента згідно розмірів наведених на рисунку 2.3,а(висота 55, нижня основа 76,0 і верхня основа 16 мм) та описати півколо радіусом r.

Такі ж робочі частини сегментів побудувати в положеннях І, ІІ, ІІІ.

 

3.4. Розділити L на шість рівних між собою частин 0 – 1; 1 – 2... 5 –6 і через точки поділу 1,2 і т.д. провести горизонтальні лінії.

Півколо радіусом r розділити також на шість рівних частин і через точки поділу провести вертикальні лінії.

Точки перетину горизонтальних і вертикальних ліній визначать траєкторію абсолютного руху нижньої точки правої кромки сегмента.

Для верхньої точки сегмента в положеннях І і ІІІ та нижньої в положенні ІІІ траєкторії будуть ідентичні.

В положенні ІІ ці траєкторії будуть мати дзеркальне відображення.

 

4. Побудувати графік зміни висоти стерні для трьох випадків: відхилення стебел відсутнє, висота стерні H дорівнює висоті установки ножа h (рис.2.3, д); при поперечному відхиленні q ₁, (висота стерні дорівнює Н ₁); при поздовжньому відхиленні q ₂ (висота стерні для стебла 1, що знаходиться в точці с дорівнює Н _1с при відхиленні рівним q _1с) в такій послідовності.

 

4.1. Позначити точки а, b, с, d перетину траєкторії з лівою кромкою правого вкладиша. При цьому розглядати рядок стебел, що знаходиться саме біля цієї кромки.

Провести вертикальну лінію a^/- d^/ (рівень поля) і спроектувати точки а, b, с, d на неї. Отримаємо точки а^/, b^/, с^/, d ^/ (рис.2.3, д).

 

4.2. Визначити кут Θ нахилу дотичної до траєкторії в місці перегину графічно (із умови L = π r tg Θ) тобто з центра півкола, радіуса r (рис.2.3,г) відкласти відрізок рівний π r, а по вертикалі – L.

 

4.3. Побудувати графік зміни висоти стерні:

- на ділянці а^/, b^/ (рис.2.3, д) висота стерні Н дорівнює висоті установки h (відхилення стебел відсутнє);

- на ділянці b^/, с^/ висота Н ₁ стерні дорівнює гіпотенузі прямокутного трикутника з катетами h і q ₁ (рис.2.3, б), де q ₁ – відхилення стебел поперечне (див.рис.2.3, г);

- на ділянці с^/, d ^/ висота стерні Н _1с для стебла 1, що знаходиться в точці С дорівнює гіпотенузі прямокутного трикутника з катетом h (висота установки ножа) і катетом q _1с, рівним відрізку 1 – 8 (рис.2.3, в) - відхилення стебла поздовжнє q _2. Для стебла, що знаходиться в точці 5 на відрізку c – d (рис. 2.3, г) дорівнює відрізку 5 – 8 (рис.2.3, в), висота установки ножа – h. Довжина стерні Н ₅ буде дорівнювати гіпотенузі прямокутника з катетами рівними h і 5 – 8 і т.д.

Рис. 2.3. Розміри сегмента і вкладиша (а), відхилення стебел (б, в), траєкторія абсолютного руху точок кромки сегмента (г), графік зміни висоти стерні (д)

5. Побудувати графік зміни швидкості П – К (рис.2.4) точок різальної кромки сегмента залежно від переміщення сегмента та визначити швидкості початку різання U_нп = У_п і кінця різання U_нк = У_к в такій послідовності:

 

Накреслити сегмент 1 (рис.2.4) і вкладиш 2 та описати півколо радіусом r (наприклад в масштабі 1: 2).

 

 

 

Рис.2.4. Схема до визначення швидкостей початку і кінця різання для апарата нормального різання з одинарним ходом ножа:

 

1- різальна частина сегмента; 2 – протирізальна пластина (вкладиш)

 

 

5.2. Змістити сегмент в напрямку осі х до зіткнення його точки Б з точкою Б ₁ кромки вкладиша. Ордината Б ₁ П = У_п і відповідає швидкості U_нп початку різання.

 

Таблиця 2.1.

Вихідні дані до роботи №2

“Аналіз роботи різального апарата сегментно-пальцьового типу”

 

Варіант	Швидкість машини Vм , м/с	Кутова швидкість кривошипа ω, 1/с	Висота встановлення ножа h, мм
	2,3
	2,3
	2,3
	2,3
	2,5
	2,5
	2,5
	2,5
	2,5
	2,1
	2,1
	2,1
	2,1
	2,2
	1,7
	1,5
	1,3
	1,8
	1,5
	1,4
	1,9
	1,9

 

5.3. Змістити сегмент в напрямку осі х до зіткнення його точки А з точкою А ₁ кромки вкладиша. Провести лінію А₁Б₂ паралельну АБ і з точки Б ₂ провести перпендикуляр до перетину з півколом. Ордината Б₂К = У_к відповідає швидкість U_нк кінця різання (Точка Б₂ співпала з кромкою вкладиша випадково. Вона може бути в будь – якому проміжку r).

Ординати від вісі х до дуги П – К – це і є швидкості точок різальної кромки сегмента, що знаходяться в проміжку між точками А і В.

 

5.4. Визначити величину U_нп і U_нк з таких умов: максимальна швидкість ножа U_{н max} = ωr, наприклад, дорівнює 3м/с. На (рис.2,4) U_{н max} = r (наприклад, дорівнює 19 мм), ордината У_п = 15 мм. Тоді з пропорції

 

3 м/с – 19 мм

U_нп – 15 мм

 

Аналогічно визначають і U_нк

Контрольні запитання

 

1. Чим обумовлено застосування різальних апаратів з кроком пальців t ₀ менше ніж 76,2 мм, тобто низького і середнього різання?

2. Чи збільшиться нерівномірність висоти стерні при збільшенні подачі? Чому?

3. Біля якої кромки вкладиша зріжеться стебло, що знаходиться на ділянці b – c на відстані t ₀/2 (рис. 2.3)? Чому дорівнюватиме при цьому відхилення стебла?

4. Вкажіть яка точка кромки сегмента буде мати найбільшу швидкість?

5. Яка швидкість точки кромки сегмента, що знаходиться посередині між точками А і Б (рис. 2.4)?

 

 

ЛАБОРАТОРНА Робота № 3